无功补偿对提高电石炉工作效率的应用

无功补偿对提高电石炉工作效率的应用

刘军军

神木市电石集团能源发展有限责任公司   陕西，神木市   719300

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摘要：近些年来，随着国家经济的发展，电石行业逐渐成为不可替代的化工原料行业，为化工生产提供了原料保障。但在电石行业的发展中，也会存在着一些问题，阻碍着工作效率的提升。由于该行业的生产应用到较多的能源，随着现阶段国家政策的出台及扶持，相应的无功补偿装置被应用在电石炉的生产环节中，有助于提高工作效率，降低能源消耗量，减少对环境的破坏。文章主要就无功补偿对提高电石炉工作效率的应用进行了分析。

关键词：无功补偿；电石炉工作效率；技术应用

1.无功补偿装置在电石炉工作中的应用原理

一般来说，在电网中，其输出功率有两种类型，分为有功功率和无功功率。有功功率是指相关设备在通电之后，能够利用电能的消耗做功，进而将电能转化为动能、热能以及声能等形式，也就是利用电能进行能量的转化。无功功率是指在设备的应用期间，没有电能的损耗，可以直接进行能量的转换，这对于电石炉的工作效率具有极大的提升，是当前电石行业中电石炉工作的基础。

无功补偿的主要原理为在同一电路中将感性与容性功率负荷的两种装置进行并联，从而实现不同装置之间负荷的相互转换。在这一模式下，装置中的感性符合能够通过容性负荷的无功功率进行补偿，这便是无功补偿装置。无功补偿装置的应用有助于提高电网中有功功率的占比，从而降低供电设施的容量以及发电量，达到减少无功消耗、降低运行成本的目的。

在实际的电石炉装置中，使用无功补偿装置需要在最接近负载的位置转换能量，进行无功补偿，并通过无功功率的补偿，进一步扩大系统的容量，促进电石炉工作效率的提升。这样一来，电石炉装置的运行对于变压器带来的负载与压力能够得到缓解，减少了电路中能源的消耗量，也有助于保证电石行业工作环境的安全性，最大程度上减少设备发生故障的概率，这对于降低设备的维护成本、提高企业的经济效益具有重要的意义。三相电路里无功功率消耗：ΔQL=3I2XL/1000，电压损耗ΔU=(IRcosφ+IXLsinφ)/1000，电容器无功输出容量：Q=2πfCU2，上式中：Q为补偿容量，电容器的功率(var)；XL为感抗；f为系统频率，50Hz/60Hz；C为电容器容量(μF)；U表示电容器额定电压(kV)。在进行无功补偿装置的安装之后，公式当中的“XL”就会相应变为“XL-XC”，从而大大减少电能的损耗。

2.无功补偿在电石炉中的应用

2.1电石炉自动无功补偿方案设计与应用选择

对于电石炉工作效率的提升而言，使用无功补偿装置具有重要的意义。在电石炉自动无功补偿方案的选取中，技术人员需要对具体的情况进行分析，从低、中、高三种无功补偿方式中进行选择。通常来说，中压以及高压的无功补偿方式对于企业的实际运行并没有较多的优势，只能够使企业免于电力部门的追查和处罚，甚至会带来较大的安全事故隐患，采用低压补偿的方式却能够很好地降低这些问题的发生。低压无功补偿的方法也在不断引起较好的节能效果，被广泛应用到电石炉当中。随着当前科学技术与大数据技术的不断进步与飞速发展，控制手段也得到广泛使用，出现智能化的自动无功补偿装置。该设备使用DSP的处理器，根据功率参数值等情况实现无功功率的自动补偿。

2.2低压自动无功补偿装置设计

在电石炉的低压一侧进行自动无功补偿装置的安装，不仅能够提高电石炉的功率参数值，让其在较高数值范围内运行，还能够保障无功电流可以不通过短网以及变压器，进而减少对短网及一次侧的无功损耗。相比于中压无功补偿方式，具有较强的能源节约以及效果提升的作用。但是相对于其他两种方式，需要进行较高的资金投入。传统的低压无功补偿设备需要依照不同的补偿容量进行相应的电容器投切，非常容易造成补偿设备里边的继电器以及熔断器因为频繁更换而烧坏，进而导致补偿容量的降低。所以经常需要大量的人力进行检修与维修工作，造成一定程度的工作效率不高。但是通过采用自动化的方式，在低压无功补偿装置中添加动态补偿的设施，避免在设备工作过程中频繁的投切行为，既能够满足补偿容量的需求，达到无功功率补偿的作用，还能够在一定程度上提高有关部件的使用寿命[1]。

2.3自动无功补偿容量的计算

无功补偿容量计算：Qc=S视×cosφ2×(tg(cos-1φ2))-tg(cos-1φ1))，式中：Qc为需要进行无功功率的补偿体量；S视代表电石炉的视在功率；cosφ1为补偿后的功率参数；cosφ2为补偿之前的功率参数。因为无功功率的输出数值和电容器电压的平方具有正比例关系，因此在进行低压补偿容量的计算时要注意换算关系。此外，要严格保证无功功率的补偿容量不要超过需求，过量会引发电网安全事故。

2.4自动无功补偿装置节电设计

通过自动无功补偿装置的使用之后，能够对线路的损耗进行降低是必然的。根据损耗降低计算公式Δ

Ρ%=(1-cosφ2/cosφ1)×100%得出，电石炉仅仅依靠自动无功补偿装置形成的电气自身电量节约量并不会很多，因此可以辅助补偿装置来进行电石炉入炉电压的调整，这样能够更高效地提升电石炉的热效应，进一步降低电能的损耗。

2.5电石炉自动无功补偿装置应用效果

通过自动无功补偿装置在某企业电石炉中的应用效果来看，成果较为显著。电石炉在进行起弧过程中，使用低压自动无功补偿设备可以将电石炉短网一侧的功率参数提升到0.92。并且在系统稳定运转以及出料的过程中，通过自动无功补偿装置的安装使用并依据实际情况调整后，也能够把电石炉短网一侧的功率参数提升至0.93以及0.89。由此可以看出，在低压侧进行自动无功补偿装置的安装使用，可以在很大程度上对短网一侧的无功功率需求进行补偿，降低整个电石炉系统在工作工程中的无功功率变动。通过电石炉中低压无功补偿装置的安装使用以及相互配合，能对电石炉中电能的质量情况进行有效改善，不仅避免受到电力部门的罚款处罚，还能够进行很好的无功功率补偿效果，为电石炉工作起到较好的推动作用。同时，在本质上提升了企业控制方式的工作水平与能力，降低因维护工作带来的人工浪费，切实提高工作效率，节约能耗，提高产能，减少企业的运营成本，提高电路中的电能使用质量，并且提高企业产品的产量与质量。

3.结语

综上所述，在合理的范围内进行无功补偿装置的使用，对提升电石企业的用电质量，减少电能消耗具有重要的意义。本文通过分析当前电石炉的用电系统，发现进行低压无功补偿装置的使用，对解决电能损耗，提升无功补偿效果最好。

参考文献

[1]李强,付锦东,陆飞.自动无功补偿装置在电石炉的应用[J].化工管理,2021(22):108-109.DOI:10.19900/j.cnki.ISSN1008-4800.2021.22.049.